Kinematik et materiale punkt: grundlæggende begreber, elementer

Emnet for vores dagens artikel vil være de kinematik materiale punkt. Hvad er det for noget? Hvilke begreber er opført deri, og hvad definitionen bør gives til dette udtryk? Disse og mange andre spørgsmål i dag, og vi vil forsøge at besvare.

Definition af begrebet

Kinematik materiale punkt er ingen anden end den fysik underafsnit med titlen "Mekanik". Hun, til gengæld studerer de bevægelseslove af forskellige organer. Kinematik af et materiale punkt er også involveret i denne opgave, men det gør ikke i generelle vendinger. I virkeligheden er denne underafsnit undersøger metoder, der beskriver bevægelsen af organer. I denne undersøgelse er velegnede til kun den såkaldte idealiseret legeme. Disse omfatter: et materiale punkt, et stift legeme og en idealgas. Overvej begreberne i detaljer. Vi ved alle, fra skole, at et materiale punkt kaldes kroppen, hvis størrelse i en given situation kan negligeres. Af den måde, kinematik translatorisk bevægelse af et materiale punkt begynder at blive vist for første gang i syvende klasse lærebøger om fysik. Dette er den enkleste gren, så at begynde bekendtskab med videnskab, med dens hjælp er det mest bekvemme. Et særskilt problem er, hvad er de elementer af kinematik for væsentlig punkt. De er en hel del, og de kan betinget opdelt i flere niveauer med forskellige vanskeligheder at forstå. Hvis vi taler eksempelvis radius vektor, så i princippet i sin definition er noget uoverkommeligt kompliceret. Men enige om, at det er meget lettere at forstå det er at den studerende end den gennemsnitlige elev eller gymnasium. Og ærligt talt, er der ingen grund til at forklare funktionerne i udtrykket gymnasieelever.

En kort historie om kinematik

Mange, mange år siden, viet den store Aristoteles broderparten af sin fritid studere og beskrive fysik som en særskilt videnskab. Især arbejdede han på kinematik, forsøger at præsentere den for de vigtigste punkter og begreber, en eller anden, der anvendes i forsøg på at løse praktiske og endda verdslige opgaver måde. Aristoteles gav den oprindelige idé om, hvad er de elementer af kinematik for væsentlig punkt. Hans arbejde og skrifter er meget værdifulde for hele menneskeheden. Ikke desto mindre, i sine konklusioner, det gjorde et betydeligt antal fejl, og sagen er, at der var nogle fejl og fejltagelser. Værker af Aristoteles i sin tid blev interesseret i andre forskere - Galileo Galilei. En af de grundlæggende teser fremsat af Aristoteles, læst, at kroppens bevægelser forekommer kun i tilfældet, hvis den er handlet på nogle kraft, bestemmes af intensitet og retning. Galileo bevist, at dette er en fejl. Kraft vil påvirke indstillingen hastighed, men ikke mere. Den italienske viste, at kraften er årsagen til acceleration, og det kan være kun indbyrdes med det. Galileo Galiley betalte også stor opmærksomhed til studiet af processen med frit fald, at bringe de relevante love. Sandsynligvis alle husker om sine berømte eksperimenter, som han tilbragte på tårn i Pisa. I sine værker, det grundlæggende kinematiske løsninger bruges og fysiker Ampere.

indledende koncepter

Som tidligere nævnt, at kinematik udforske måder beskrive bevægelsen af idealiserede objekter. I praksis kan fundamenterne anvendes matematisk analyse, almindelig algebra og geometri. Men hvad er de begreber (dette koncept, og ingen definition og parameterværdier) er kernen i denne underafdeling af fysik? For det første skal alle klart forstå, at kinematik translationel bevægelse af materialet punkt bevægelse overvejer eksklusive magt ydeevne. Det vil sige, at løse de relevante problemer, vi har ikke brug for formler, der er forbundet med magt. Det anses ikke for kinematik, uanset hvor mange af dem der er - En, to, tre, selv hundreder af tusinder. Ikke desto mindre er eksistensen af accelerationen alligevel giver. I en række væsentlige punkt bevægelse kinematik problemer foreskriver bestemme acceleration værdi. Imidlertid er årsagerne til dette fænomen (dvs. kræfter og deres art) ikke betragtes, og er udeladt.

klassifikation

Vi fandt, at kinematik udforsker og anvender metoder til at beskrive bevægelsen af organer uden hensyn til de kræfter, der virker på dem. I øvrigt har denne opgave gjort i de andre sub-mekanik, som kaldes dynamik. Allerede der anvendes Newtons love, som tillader i praksis at definere nok parametre med et lille antal af kendte oprindelige data. Grundlæggende begreber om kinematik materiale punkt - det er tid og rum. Og i forbindelse med udviklingen af videnskab i almindelighed og i marken, der var et spørgsmål om det hensigtsmæssige i en sådan kombination.

Fra begyndelsen var der de klassiske kinematik. Vi kan sige, at det er ejendommeligt ikke kun tilstedeværelsen af både tidsmæssige og rumlige huller, men de er uafhængige af valget af en bestemt referenceramme. Af den måde, vi taler om senere. Nu, lige forklare hvad det handler om. Rumlig interval i dette tilfælde vil blive betragtet som et segment, tid - interval. Det ser ud til, at alt skal være klar. Nu vil disse huller blive behandlet i de klassiske kinematik absolut invariante, med andre ord, der er uafhængige af overgangen fra en ramme til en anden. Uanset om forretning relativistiske kinematik. Det intervaller når der skiftes mellem referencerammer kan variere. Det er klogt at endda sige, at de ikke kan, og bør, sandsynligvis. På grund af denne samtidighed af to tilfældige begivenheder også bliver relativ og er underlagt særlige hensyn. Det er derfor i de relativistiske kinematik to begreber - rum og tid - er kombineret til én.

Kinematik materiale point: hastighed, acceleration, og andre værdier

Til det mindste en lille smule for at forstå fysikken i denne underafdeling, skal du navigere de vigtigste begreber, kender definitioner og repræsenterer, hvad der udgør generelt, den ene eller den anden værdi. Ikke noget kompliceret om det virkelig, det er meget let og enkel. Overvej måske at begynde med de grundlæggende begreber, der anvendes i kinematik problemer.

bevægelse

Mekanisk bevægelse, antager vi en proces, hvor en eller anden idealiserede objekt ændrer sin position i rummet. I dette tilfælde kan vi sige, at ændringen er i forhold til andre organer. Det er nødvendigt at tage hensyn til det faktum, at på samme tid finder sted, og etableringen af et bestemt tidsinterval mellem to begivenheder. For eksempel vil det være muligt at tildele et bestemt interval dannet for tidsrummet mellem legemet kom fra en position til en anden. Bemærk også, at kroppen og dermed kan interagere med hinanden, i henhold til de generelle love mekanik. Dette er præcis, hvad der ofte opererer kinematik materiale punkt. Referencesystemet - følgende koncept, som er uløseligt forbundet med det.

koordinater

De kan kaldes almindelige data, der tillader os at bestemme positionen af kroppen på et givent tidspunkt. Koordinater er uløseligt forbundet med begrebet et referencesystem og et koordinat net. I de fleste tilfælde er en kombination af bogstaver og tal.

radiusvektor

Fra navnet bør det være klart, at det er. Ikke desto mindre, lad os tale mere om det. Hvis et punkt bevæger sig langs en bane, og vi ved begyndelsen af en bestemt referenceramme, er det muligt at holde positionen vektor på et givet tidspunkt. Han vil deltage i udgangsstillingen af punktet med den øjeblikkelige eller endelig.

sti

Det vil blive kaldt en kontinuerlig linie, som er lagt som et resultat af bevægelse af en partikel i en given referenceramme.

Hastighed (både lineære og kantet)

Denne værdi, der kan fortælle, hvor hurtigt kroppen går igennem en periode med afstand.

Acceleration (og kantet og lineær)

Det indikerer under hvilke lov og hvor intensivt ændrer indstilling hastighed krop.

Måske, her er de - de vigtigste elementer i kinematik materiale punkt. Det skal bemærkes, at både hastighed og acceleration er vektor mængder. Det betyder, at de ikke bare har en demonstration effekt, men også en bestemt retning. Af den måde, kan de være rettet i en retning og i den modsatte. I det første tilfælde, vil kroppen blive accelereret i den anden - at sætte farten ned.

De simpleste opgaver

Kinematik af et materiale punkt (hastighed, acceleration og afstand, som er næsten de grundlæggende begreber) har ikke engang det faktum, at et stort antal problemer, og en masse af dem i forskellige kategorier. Lad os prøve at løse en enkel nok opgave at bestemme den tilbagelagte afstand af kroppen.

Antag de betingelser, vi har på hånden, som følger. Den bilist står på startlinien. Operatøren giver et visuelt signal flag og bilen tager fart dramatisk. Undersøg, om det er en ny rekord i de konkurrencemæssige ryttere vil være i stand, hvis afstanden er lig med et hundrede meter, der engang var den førende i 7,8 sekunder. Køretøjets acceleration taget lig med 3 meter, divideret med kvadratet sekund.

Så, hvordan man løser et lignende problem? Det er ganske interessant, da vi er forpligtet til ikke at "tørre" definitionen af visse parametre. Hun lyste op og forvandler en bestemt situation, der diversificerer de procesløsninger og søgeindeks. Men hvad vi bør styres før, hvordan man griber opgaven?

1. Kinematik af et materiale punkt indebærer anvendelse i tilfælde af acceleration.

2. Det antages beslutning ved hjælp af afstanden formel, fordi det ser ud i den numeriske værdi betingelser.

Vi løser problemet overhovedet nemt. At tage denne afstand formel: S = vot + (-) AT ^ 2/2. Hvad er meningen? Vi har brug for at vide, hvor meget tid vil passere racer betegnet afstand, og derefter sammenligne indekset med en rekord for at finde ud af, han ville slå ham eller ej. For at gøre dette, satte vi afsat tid for ham at få formlen: AT ^ 2 + 2VoT - 2S. Dette er ingen anden end den andengradsligning. Men bilen tager fart, betyder det, at den oprindelige hastighed er lig med 0. Når diskriminant ligning beslutning vil være lig med 2400 skal fjernes for roden af søgetiden. Der fyldes op til to decimaler: 48.98. Vi finder roden af ligningen: 48.98 / 6 = 8,16 sekunder. Det viser sig, at føreren ikke vil være i stand til at slå den eksisterende rekord.